Wissenschaftlicher Aufsatz, 2001
10 Seiten
1. Ausgangsposition
2. Zielsetzung
3. Ergebnisse
3.1 Eigenschaftsprofile
3.2 Untersuchungen zur Nutzung als Primärbindemittel nach thermischer Reaktivierung
3.3 Untersuchungen zur Nutzung als Sekundärbindemittel
3.4 Untersuchungen zur Nutzung als Rohstoffkomponente für mineralische Dämmstoffe
4. Zusammenfassung
Das Forschungsprojekt verfolgt das zentrale Ziel, alternative Verwertungsmöglichkeiten für die beim Brechen von Altbeton anfallende Sandfraktion (0/4 mm) zu entwickeln, um diese sinnvoll in den Stoffkreislauf zurückzuführen. Die Forschungsarbeit setzt sich dabei kritisch mit der thermischen Reaktivierung sowie der stofflichen Nutzung in Bindemitteln und Dämmstoffen auseinander.
3.2 Untersuchungen zur Nutzung als Primärbindemittel nach thermischer Reaktivierung
Zementsteine aus CEM I und CEM III mit unterschiedlicher Hydratationsdauer wurden aufgemahlen und bei verschiedenen Temperaturen (600 °C bis 1400 °C) getempert. Die Temperatur von 600 °C wurde als niedrigste Temperaturstufe gewählt, da sich bei dieser der Portlandit zersetzt. Als höchste Temperaturstufe wurde bei dem CEM I Zementstein 1400 °C gewählt, was in etwa der Brenntemperatur des Ausgangszementes entspricht. Für den CEM III-Zementstein tritt bei dieser Temperatur bereits massive Schmelzphasenbildung auf, so daß der Temperaturbereich auf maximal 1200 °C begrenzt werden mußte. Die Temperprodukte wurden hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und ihres Reaktionsvermögens mit Wasser charakterisiert und auf ihre Frisch- und Festmörteleigenschaften hin getestet.
Die Tabelle 1 faßt die wichtigsten Ergebnisse der Untersuchungen dieses Teilgebiets als Gegenüberstellung zusammen. Als Bezug dient dabei der Ausgangszement bzw. die für Normzemente gültigen Grenzwerte. Im Ergebnis werden die erzielten Druck- und Biegezugfestigkeiten mit dem Referenzwert verglichen. Auf einen Vergleich der Frischmörteleigenschaften und Trockenrohdichten wird aufgrund der unterschiedlichen Wasserzementwerte verzichtet.
1. Ausgangsposition: Beschreibt die hohe Relevanz von Baureststoffen in der Abfallbilanz und identifiziert den Altbeton sowie dessen Sandfraktion als Potenzial für zukünftige Recyclingstrategien.
2. Zielsetzung: Definiert die vier zentralen Teilgebiete der Untersuchung, die von der Eigenschaftsanalyse über die thermische Reaktivierung bis zur Dämmstoffnutzung reichen.
3. Ergebnisse: Liefert eine detaillierte Auswertung der Materialanalysen, der Reaktivierungsversuche, der Zementsubstitutionsversuche sowie der Schmelz- und Sintereigenschaften von Altbeton-Gemischen.
4. Zusammenfassung: Fasst die wissenschaftlichen Erkenntnisse zusammen und bewertet die Realisierbarkeit der untersuchten Verwertungswege für die Praxis.
Recyclingbetonsand, Altbeton, Zementstein, Baureststoffe, thermische Reaktivierung, Sekundärbindemittel, mineralische Dämmstoffe, Festigkeitsbildung, Sinterverhalten, Schmelzverhalten, Mauerwerksabbruch, Zementsubstitution, Gesteinskörnung, Kreislaufwirtschaft, Betontechnologie.
Die Arbeit untersucht Möglichkeiten zur Wiederverwertung der Sandfraktion (0/4 mm), die bei der Aufbereitung und dem Recycling von Altbeton als schwierig verwertbares Nebenprodukt anfällt.
Die Arbeit fokussiert sich auf die stoffliche Nutzung in Primär- und Sekundärbindemitteln sowie die Verwendung als Rohstoffkomponente in mineralischen Dämmstoffen.
Das Ziel ist die Entwicklung und wissenschaftliche Überprüfung alternativer Verwertungsszenarien, um den Deponiebedarf zu senken und natürliche Ressourcen durch Recyclingmaterialien zu schonen.
Es kommen unter anderem chemische Analysen (Glühverlust, HCl-unlösliche Bestandteile), die thermische Temperung von Proben, röntgenographische Phasenanalysen und mörteltechnische Untersuchungen mittels Heiztischmikroskopie zum Einsatz.
Der Hauptteil gliedert sich in die Erstellung von Eigenschaftsprofilen der Ausgangsmaterialien, die Prüfung der hydraulischen Reaktivierung durch Tempern sowie die Analyse der Festigkeitsentwicklung bei Zementsubstitution und der thermischen Eignung für Dämmstoffe.
Wichtige Begriffe sind Recyclingbetonsand, Altbetonverwertung, Zementstein, thermische Reaktivierung, Zementsubstitution und mineralische Dämmstoffe.
Die Sandfraktion führt aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften bei der Herstellung von neuem Beton häufig zu einer schlechteren Verarbeitbarkeit und einem erhöhten Schwindmaß, weshalb sie oft von der Wiederverwendung ausgeschlossen wird.
Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass Gemische aus Beton und Ziegel (als Modell für Mauerwerksabbruch) ein Sinter- und Schmelzverhalten aufweisen, das sich für die Herstellung mineralischer Dämmstoffe eignet.
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